数控机床原理.
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床的工作原理及工作过程一、工作原理数控机床是一种通过数字信号来控制机床运动和加工过程的机床。
它采用计算机控制系统，通过预先编程的方式来控制机床的运动轨迹、速度和加工参数，从而实现零件的加工。
数控机床的工作原理主要包括以下几个方面：1. 数字信号生成：首先，通过计算机编程软件编写加工程序，将加工过程中需要的各种指令和参数转化为机床能够识别和执行的数字信号。
2. 控制系统：数控机床的控制系统由硬件和软件组成。
硬件包括计算机、数控装置、伺服驱动器等，用于接收和处理数字信号，并将其转化为机床的运动控制信号。
软件则负责编写加工程序和控制机床的运动轨迹、速度等参数。
3. 运动控制：数控机床的运动控制主要包括位置控制、速度控制和加速度控制。
通过数控装置和伺服驱动器，将数字信号转化为电信号，控制机床各个轴向的运动，实现零件的加工。
4. 加工过程监控：数控机床能够实时监测加工过程中的各项参数，如刀具位置、切削力、加工速度等，并将监测结果反馈给控制系统。
控制系统根据反馈信息进行调整，保证加工过程的准确性和稳定性。
二、工作过程数控机床的工作过程通常包括以下几个步骤：1. 加工程序编写：操作人员使用计算机编程软件，根据零件的加工要求编写加工程序。
加工程序包括刀具路径、切削参数、加工顺序等信息。
2. 加工程序传输：将编写好的加工程序通过网络或存储介质传输到数控机床的控制系统中。
控制系统接收到加工程序后，进行解析和处理。
3. 机床准备：操作人员根据加工程序的要求，安装合适的刀具和夹具，并进行机床的调整和校准。
确保机床处于正常工作状态。
4. 参数设置：操作人员根据加工程序的要求，设置加工参数，包括切削速度、进给速度、切削深度等。
这些参数会影响到加工过程中的切削质量和效率。
5. 启动机床：操作人员将加工程序加载到数控机床的控制系统中，并启动机床。
控制系统会根据加工程序的要求，控制机床各个轴向的运动，实现零件的加工。
6. 加工监控：在加工过程中，操作人员需要实时监控机床的运行状态和加工质量。
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床的工作原理及工作过程数控机床是利用数字控制系统来控制机床进行加工的一种先进的机械设备。
它通过预先编写好的数控程序来控制机床的运动，实现对工件的加工。
本文将详细介绍数控机床的工作原理及工作过程。
一、工作原理数控机床的工作原理主要包括数控系统、伺服系统、传感器和执行机构等几个关键部分。
1. 数控系统：数控系统是数控机床的核心部件，它由硬件和软件组成。
硬件部分包括中央处理器、存储器、输入设备和输出设备等，软件部分则包括数控程序和操作界面等。
数控系统负责接收操作者输入的指令，并将其转化为机床能够理解的控制信号，从而控制机床的运动。
2. 伺服系统：伺服系统是数控机床中的关键部分，它负责控制机床的运动轴。
伺服系统由伺服电机、编码器和驱动器等组成。
伺服电机接收数控系统发出的控制信号，通过编码器反馈机床的实际位置，驱动器则根据反馈信号调整电机的转速和转向，从而实现机床的精确运动。
3. 传感器：传感器用于检测机床的状态和工件的位置等信息，并将其转化为电信号传输给数控系统。
常见的传感器包括光电传感器、接近开关和压力传感器等。
传感器的准确性和可靠性对于数控机床的工作精度和稳定性至关重要。
4. 执行机构：执行机构是数控机床的动力部分，它负责将数控系统发出的控制信号转化为机床的实际运动。
常见的执行机构包括伺服电机、液压缸和气动缸等。
执行机构的性能和可靠性直接影响到机床的工作效率和加工质量。
二、工作过程数控机床的工作过程主要包括数控程序的编写、数控系统的设置和机床的加工操作等几个步骤。
1. 数控程序的编写：数控程序是数控机床工作的指令集，它由一系列的代码和参数组成。
编写数控程序需要根据工件的加工要求和机床的特性来确定加工路径、刀具的选择和切削参数等。
编写好的数控程序可以通过输入设备导入到数控系统中。
2. 数控系统的设置：在进行加工操作之前，需要对数控系统进行设置。
设置包括选择合适的数控程序、设定工件的初始位置和坐标系、调整刀具的补偿和设定加工速度等。
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床的工作原理及工作过程1. 工作原理数控机床是一种通过计算机控制的自动化机械设备，能够精确地加工各种复杂形状的工件。
它的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.1 输入指令：操作人员通过计算机界面输入加工工件的相关参数和加工路径等指令。
1.2 数据处理：计算机根据输入的指令，对加工工件进行分析和处理，生成相应的控制程序。
1.3 控制系统：控制程序通过数控系统将各种指令传递给数控机床的各个部件，控制其运动和加工过程。
1.4 传动系统：数控机床的传动系统由伺服机电、滚珠丝杠、齿轮传动等组成，通过控制信号驱动工作台、主轴等部件的运动。
1.5 传感器：数控机床配备了各种传感器，如位移传感器、速度传感器等，用于监测加工过程中的各种参数，并将其反馈给数控系统。
1.6 执行部件：根据数控系统的指令，执行部件包括工作台、主轴等，能够按照预定的路径和速度进行运动和加工。
2. 工作过程数控机床的工作过程可以分为以下几个阶段：2.1 加工准备：在开始加工之前，操作人员需要进行一系列的准备工作。
首先，根据工件的要求和加工工艺，编写相应的加工程序，并将其输入到数控系统中。
然后，根据工件的尺寸和形状，选择合适的夹具和刀具，并进行安装和调整。
2.2 加工设置：操作人员通过数控系统对加工参数进行设置，包括切削速度、进给速度、加工深度等。
同时，还需要调整工作台的位置和角度，以确保加工过程中工件的稳定性和准确性。
2.3 加工操作：在加工过程中，数控系统会根据预先编写的加工程序，控制工作台和主轴等部件的运动。
工作台按照指定的路径和速度进行挪移，主轴带动刀具进行切削。
同时，传感器会不断监测加工过程中的各种参数，并将其反馈给数控系统进行实时控制和调整。
2.4 加工检测：在加工完成后，操作人员会对加工件进行检测和测量，以确保其质量和尺寸的准确性。
这可以通过各种测量仪器和设备进行，如千分尺、三坐标测量机等。
2.5 加工调整：如果加工件不符合要求，操作人员可以根据检测结果对加工程序和参数进行调整，以达到预期的加工效果。
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床的工作原理及工作过程一、数控机床的工作原理数控机床是一种利用数字控制系统来控制机床运动和加工过程的机床。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 数字控制系统：数控机床的核心是数字控制系统，它由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器、存储器、输入输出接口等，软件则包括数控程序和操作界面。
数字控制系统能够接收用户输入的加工程序，并根据程序指令控制机床的运动和加工过程。
2. 伺服系统：伺服系统是数控机床中的重要组成部分，它通过控制电机的转速和位置来实现机床的运动。
伺服系统由伺服电机、编码器、放大器等组成，通过接收数字控制系统发送的指令，控制电机的转速和位置，从而实现机床的定位和运动控制。
3. 传感器：传感器用于检测机床的运动状态和加工过程中的工件位置。
常用的传感器包括光电开关、接近开关、编码器等。
传感器将检测到的信号传输给数字控制系统，系统根据信号进行判断和控制，保证机床的准确运动和加工。
4. 机床结构：数控机床的工作原理还与机床的结构密切相关。
常见的数控机床包括铣床、车床、钻床等，它们的结构和工作原理各不相同。
但无论是哪种类型的数控机床，都需要通过数字控制系统控制伺服系统，实现机床的运动和加工。
二、数控机床的工作过程数控机床的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 加工程序编写：操作人员根据工件的要求和加工工艺，编写加工程序。
加工程序是一段由数字控制系统识别的代码，它包含了机床的运动路径、切削参数等信息。
2. 加工程序输入：将编写好的加工程序输入到数字控制系统中。
可以通过键盘、U盘等方式将程序传输到数字控制系统中。
3. 机床准备：操作人员根据加工程序的要求，对机床进行准备工作。
包括安装夹具、刀具、工件等，调整机床的工作台和刀具的位置。
4. 数控机床设置：操作人员根据加工程序的要求，对数字控制系统进行设置。
包括设定加工速度、进给速度、切削深度等参数。
5. 启动机床：操作人员启动数字控制系统，机床开始按照加工程序进行工作。
数控机床是怎么工作的原理
数控机床是怎么工作的原理
数控机床的工作原理通常包括以下几个方面：
1. 控制系统：数控机床通过计算机或者专用的数控控制器控制。
控制系统接收输入的指令，并把它们转化为相应的控制信号，驱动伺服电机或液压系统等执行器进行相应的动作。
2. 伺服系统：数控机床通常使用伺服电机来驱动工作台、主轴、进给轴等部件的运动。
伺服电机通过接收控制系统发送的电信号，实现精确的定位和速度控制。
3. 传感器：传感器用于测量加工过程中的位置、速度、力等参数，并将这些信息反馈给控制系统，以便控制系统能够及时对加工过程进行调整和控制。
4. 执行器：数控机床的执行器包括伺服电机、液压系统、气动系统等。
它们受到控制系统的控制，驱动工作台、主轴、进给轴等部件的运动。
5. 工具与工件：数控机床通过刀具等工具对工件进行加工。
在加工过程中，工具按照预先设定的程序运动，对工件进行切削、钻孔、铣削等操作。
总的来说，数控机床的工作原理就是通过控制系统对伺服系统和执行器的控制，实现工件和工具之间的精确运动，从而完成对工件的加工。
具体的加工过程通过
控制系统的编程指令和传感器的反馈来实现。
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床的工作原理及工作过程一、工作原理：数控机床是一种通过计算机控制系统来实现工件加工的机床。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 程序控制：数控机床通过预先编写的加工程序来控制工件的加工过程。
这些程序包含了工件的几何形状、尺寸、加工工艺等信息。
2. 信号传递：计算机控制系统将加工程序转化为相应的电信号，并通过数控装置传递给各个执行部件，如伺服机电、液压系统等。
3. 运动控制：数控机床通过控制伺服机电的运动来实现工件的加工。
伺服机电通过接收数控装置传递的指令，控制工件在各个坐标轴上的运动。
4. 反馈控制：数控机床通过传感器来实时监测工件的位置、速度等参数，并将这些信息反馈给数控装置，以便及时调整运动控制。
二、工作过程：数控机床的工作过程可分为以下几个步骤：1. 加工程序编写：根据工件的几何形状、尺寸等要求，使用专门的编程软件编写加工程序。
程序中包含了工件的加工路径、切削参数等信息。
2. 加工程序输入：将编写好的加工程序通过外部存储设备（如U盘）或者网络传输等方式输入到数控机床的控制系统中。
3. 工件装夹：根据加工程序的要求，将待加工的工件装夹在数控机床的工作台上，并进行固定。
4. 加工参数设置：根据加工程序的要求，设置切削速度、进给速度、切削深度等加工参数，以确保工件能够按照预定的要求进行加工。
5. 启动机床：按照操作规程启动数控机床，使其进入工作状态。
6. 运行加工程序：通过数控装置控制伺服机电的运动，使工件按照加工程序中定义的路径进行加工。
同时，数控装置会实时监测工件的位置、速度等参数，并根据反馈信息进行调整。
7. 加工完成：当工件按照加工程序的要求完成加工后，数控机床会自动住手运行，并发出相应的提示信号。
8. 工件取出：将加工完成的工件从数控机床上取出，进行下一步的处理或者检验。
总结：数控机床通过计算机控制系统实现工件的精确加工。
其工作原理包括程序控制、信号传递、运动控制和反馈控制等。
工作过程包括加工程序编写、加工程序输入、工件装夹、加工参数设置、启动机床、运行加工程序、加工完成和工件取出等步骤。
简述数控机床工作原理
简述数控机床工作原理
数控机床是一种利用数字信号控制工作过程的机床，它通过计算机程序来控制机床运动和加工过程。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 数字信号生成：通过输入控制指令，计算机生成相应的数字信号，用来控制机床的各个运动轴。
2. 运动控制：计算机将生成的数字信号发送给伺服系统，经过滤波和放大等处理后，控制伺服电机的转动。
伺服电机带动机床各个运动轴的运动，例如工作台的上下移动、主轴的旋转等。
3. 位置检测：在机床的各个运动轴上安装有位置传感器，用于实时检测运动轴的位置，并反馈给计算机。
计算机通过比较实际位置与期望位置之间的差别，可以调整控制信号，达到精确的位置控制。
4. 加工过程控制：计算机根据预先编写好的工艺程序，控制机床进行具体的加工操作。
例如，在铣床上，计算机发送合适的指令来控制铣刀的进给速度、切削深度、切削方向等参数，实现加工操作。
5. 刀具管理：数控机床通常配备自动换刀系统，计算机可以通过控制自动刀库，实现刀具的自动更换和选择。
这使得数控机床可以在不同的加工需求下，灵活选择合适的刀具。
总的来说，数控机床工作原理就是通过计算机的控制，利用数
字信号控制伺服系统，使得机床的各个运动轴按照预定的规律移动，从而实现精确的加工操作。
数控车床原理
数控车床原理
数控车床原理是利用数控系统控制车床进行加工操作的机床。
其工作原理如下：
1. 数控系统：数控车床通过数控系统来控制各个运动轴的运动，以达到加工零件的要求。
数控系统由控制器、编程器和伺服驱动器组成。
2. 控制器：控制器接收编程器发送的指令，解码后产生各个运动轴的控制信号，控制各轴的运动。
3. 编程器：编程器是输入数控程序的设备，它可以通过手动编程或者计算机编程来进行。
4. 伺服驱动器：伺服驱动器接收控制器发出的指令，产生相应的电压信号控制伺服电机的转动或位置移动。
5. 运动轴：数控车床的运动轴有三个，分别为X轴、Y轴和Z 轴，控制它们的运动可以实现对工件的切削。
6. 刀架：刀架是固定刀具的装置，通过伺服电机控制刀架的运动，实现对工件的切削。
7. 传感器：数控车床上配备了各种传感器，用于检测和监控加工过程中的各种参数，例如刀具位置、切削力、工件尺寸等。
通过上述原理，数控车床可以按照预先输入的数控程序进行自
动加工操作，具有高精度、高效率和稳定性好等优点。
数控车床已广泛应用于各个制造行业，提高了生产效率和产品质量。
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4.1.3 伺服系统的分类
1．按有无反馈分类
（1）开环伺服系统
开环伺服系统无位置反馈装置，是数 控机床中最简单的伺服系统 。
图4.2 开环伺服系统
（2）闭环伺服系统
闭环伺服系统是误差控制随动系统。
图4.3 闭环伺服系统
（3）半闭环伺服系统
图4.4 半闭环伺服系统
4.4.2 旋转变压器
1．旋转变压器的工作原理 2．旋转变压器的工作方式
4.4.3 脉冲编码器
脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器。
1．脉冲编码器的工作原理
图4.45 光电盘工作原理示意图
2．脉冲编码器结构 3．绝对值脉冲编码器
通过读取编码盘上的图案确定轴的位置。
图4.48 光电绝对值编码器
4.4.4 光栅 （1）直线光栅（即长光栅）
2．按驱动装置类型分类
（1）电液伺服系统 （2）电气伺服系统
3．按进给驱动和主轴驱动分类
（1）进给伺服系统 （2）主轴伺服系统
4．按反馈比较控制方式分类 （1）脉冲、数字比较伺服系统 （2）相位比较伺服系统 （3）幅值比较伺服系统 （4）全数字伺服系统
4.2 直 流 伺 服 系 统
4.2.1 直流伺服电机分类
1．交流伺服电机的分类和特点
（1）异步交流伺服电机（IM） （2）同步交流伺服电机（SM）
2．永磁式交流伺服电机
（1）结构
永磁式交流伺服电机由定子、转子和检 测元件三部分组成。如图4.26、图4.27所示。
图 4 26 永 磁 交 流 伺 服 电 机 横 截 面
.
图4.27 永磁交流伺服电机纵剖面
4.1.1 伺服系统的组成
双闭环系统，内环是速度环，外环是位置环。
4.1.2 数控机床对伺服系统的要求
ห้องสมุดไป่ตู้1．进给调速范围宽
最高转速与最低转速之比。
2．位置精度高
保证数控机床的定位精度和进给跟踪 精度。闭环伺服系统的分辨率可以达到 1m，数控装置的分辨率可以达0.1m 。
3．速度响应快 4．低速大转矩
第4章 数控机床伺服系统
4.1 数控机床伺服系统概述
4.2 直 流 伺 服 系 统
4.3 交 流 伺 服 系 统 4.4 位 置 检 测 装 置
4.1 数控机床伺服系统概述
伺服系统是以机械位置或角度作为控 制对象的自动控制系统，是一种位置随动 系统。数控机床的伺服系统有两种，即进 给伺服系统与主轴伺服系统。
1．高速直流伺服电动机 2．低速大扭矩宽调速电动机
4.2.2 永磁直流伺服电动机
1 ．永磁直流伺服电机的结构与特 点
图4.8 永磁式直流宽调速伺服电动机
2．永磁直流伺服电机的选用
（1）对直流伺服电机的要求 （2）直流伺服电动机的选用
4.2.3 直流伺服系统主电路 4.2.4 晶闸管触发电路 4.2.5 直流电机晶闸管供电的速度控制系统
表 4.1
位置检测元件分类
增 量 式 绝 对 式 回转型 脉冲编码器、 旋转变压器、 多速旋转变压器、绝对脉冲 圆感应同步器、圆光栅 编码器、三速圆感应同步器 直线型 直线感应同步器、计量光 三速感应同步器、绝对值式 栅、磁尺激光干涉仪 磁尺
常用位置检测元件主要有
脉冲编码器、
旋转变压器、 感应同步器 和光栅。
① 玻璃透射光栅。 ② 金属反射光栅。
（2）圆光栅 （3）计量光栅的精度
表 4.5 计量光栅
各种光栅的精度 光栅长度 mm 500 1000 500 1220 1000 300 Ø270 线 纹 数 100/ mm 100/ mm 25/ mm 40/ mm 50/ mm 250/ mm 10800/周 精 度
4.4.5 感应同步器
是一种电磁式位置检测元件。一般可 分为直线式和旋转式两种。
1．感应同步器结构
图4.58 直线感应同步器
（2）工作原理 （3）永磁式伺服电机的性能
① 永磁式伺服电机的性能可用转矩—速度 特性曲线描述。 ② 高可靠性。 ③ 主要损耗在定子绕组与铁心上，故散热 容易，便于安装时采取热保护措施；而直 流电机损耗主要在转子上，散热困难。 ④ 转子惯量小，其结构允许高速工作。 ⑤ 体积小、质量轻。
4.3.2 交流永磁电机调速系统
4.2.6 晶体管直流脉宽（PWM）调速系统
4.3 交 流 伺 服 系 统
4.3.1 交流伺服电机
固有缺点，如电刷和换向器易于磨损， 需经常维护；换向时换向器会产生火花， 直 流电机结构复杂，制造困难， 交流电机的输 出功率可比直流电机提高10％～70％。此外， 交流电机的容量可比直流电机做得大。
玻璃透射光栅 玻璃透射光栅 金属反射光栅 直线式 金属反射光栅 高精度反射光栅 玻璃衍射光栅 回转式 玻璃圆光栅
5 m 10m 7 m 13m 7.5m 1.5m 3＂
2．工作原理
（a）结构图
（b）输出波形 图4.51 透射直线式光栅原理图
3．光栅检测装置
（1）光栅读数头 （2）辨向方法
1．交流电机的一般调速方法
2．交流变频调速系统 3．交流永磁同步电机调速系统
4.3.3 交流主轴驱动系统 1．交流主轴电机 2．几种新型主轴电机 3．交流主轴电机的控制方法 4．主轴准停控制
4.4 位 置 检 测 装 置
4.4.1 数控机床对检测元件的要求
与检测元件的分类
主要要求是：①寿命长，可靠性高，抗 干扰能力强；②满足精度和速度要求；③ 使用维护方便，适合机床运行环境；④成 本低；⑤便于与计算机联接。